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Von Rekuperation und Vampirverlusten Diese Begriffe müssen E-Auto-Fahrer kennen

Quelle: Honda

Das E-Auto ist raus aus der Nische: Auch während der Coronakrise waren reine Stromer und Plug-in-Hybride gefragt wie nie. Mit ihnen sickern neue Begriffe in den Wortschatz ein. Ein Glossar für Schlaumeier.

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Akkumulator

Ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis. Im engeren Sinne ist mit Akkumulator beziehungsweise Akku lediglich eine einzelne Speicherzelle gemeint, allgemeinsprachlich werden aber auch die zusammengeschalteten Speicherelemente wie sie im E-Auto vorkommen als „Akku“ bezeichnet. In vielen Fällen wird der Begriffe „Batterie“ heute synonym verwendet, lediglich, wenn speziell die Wiederaufladbarkeit betont werden soll, empfiehlt sich das präzisere „Akku“.

Ampere

Das ist die Einheit der elektrischen Stromstärke (A). Stellt man sich den Stromfluss analog als Fließen von Wasser durch ein Rohr vor, entspricht die Stromstärke dem Rohrdurchmesser. Der Wasserdruck ließe sich mit der Stromspannung (V) gleichsetzen. Beide Faktoren gemeinsam entscheiden, wie hoch die Leistung ist, die für den Betrieb eines Wasserrades oder Motors zur Verfügung steht.

Asynchronmotor (ASM)

Diese E-Auto-Schnäppchen bringt 2021
Trotz Corona war 2020 ein Boomjahr für Elektroautos in Deutschland. Zusammen mit den Plug-in-Hybriden kletterte ihr Marktanteil auf deutlich über zehn Prozent. Neben einer wachsenden Auswahl an Modellen haben finanzielle Anreize, vor allem der großzügige Umweltbonus, den Boom befeuert. Er dürfte dieses Jahr noch an Fahrt aufnehmen, denn gleich mehrere batterieelektrische Modelle kommen zu kleinen Preisen auf den Markt. Zusammen mit der weiterhin abrufbaren Umweltprämie ist ein Einstieg in die E-Mobilität auf sogar vierstelligem Preisniveau möglich. Quelle: dpa
Der neue Fiat 500 erlaubt einen charmanten wie auch günstigen Einstieg in die E-Mobilität Quelle: Fiat
Den neuen Renault Twingo Electric wird es in einer Basisversion geben, die abzüglich Umweltbonus rund 11.000 Euro kosten dürfte Quelle: Renault
Mit dem Dacia Spring wird der Einstiegspreis in die E-Mobilität auf vierstelliges Niveau sinken Quelle: Dacia
In welcher Ausstattung und zu welchem Preis der Spring in Deutschland vertrieben wird, ist noch ungewiss. Quelle: Dacia
 Preise zum Neustart des E.Go Life gibt es noch nicht Quelle: Spotpress
Maserati MC20 Quelle: Maserati

Während bei den Synchronmotoren die Magnetfelder von Stator und Rotor im gleichen Takt laufen, hinkt der Rotor beim Asynchronmotor (ASM) leicht hinterher. Das sehr robuste Gesamtkonzept ist etwas simpler, kommt ohne aufwändige Regelung und teure Permanentmagnete aus. Im Gegenzug mangelt es dem ASM jedoch an Effizienz. Zudem ist er vergleichsweise schwer und laut. Aber er hat einen großen Vorteil: Er lässt sich jederzeit deaktivieren. Wird der Strom abgeschaltet, läuft er im Freilauf mit und verbraucht dabei keine Energie. Die Permanentmagnete im PSM hingegen lassen sich nicht abschalten. Treibt der permanenterregte Motor das Auto nicht aktiv an, wirkt er stattdessen wie ein Dynamo und rekuperiert permanent. Beim gleichmäßigen Segeln auf der Autobahn ist das aber nicht erwünscht, weshalb der ASM vor allem bei teuren E-Mobilen für die Langstrecke eine wichtige Rolle spielt. Zunehmend wird er auch in einer arbeitsteiligen Kombination mit dem PSM eingesetzt, um die Vorteile beider Techniken nutzen zu können. Solche Autos verfügen dann in der Regel über einen Allradantrieb.

Bidirektionales Laden

Elektroautos können Strom nicht nur tanken, sondern auch ins Netz zurückspeisen. Diese Fähigkeit bezeichnet man als bidirektionales Laden. Künftig sollen E-Mobile so Teil intelligenter Stromnetze („Smart Grid“) werden und etwa überschüssigen Strom aus Wind- oder Solaranlage zwischenspeichern und bei Bedarf ins Netz zurückspeisen (Vehicle 2 Grid, V2C).

Bordlader

Das On-Board-Ladegerät im Elektroauto ist für das Laden von Wechselstrom nötig – also für das Tanken an Wallbox, Normalladesäule oder Steckdose. Seine Leistung bestimmt, wie schnell die Batterie aufgefüllt wird. Wer sein Auto regelmäßig fährt und entsprechend häufig an der Steckdose hängt, sollte ein Modell mit mehrphasigem Lader wählen. Der arbeitet rund zwei- bis viermal so schnell.

CCS

...steht für „Combined Charging System“ und ist die deutsche Version des Schnellladesteckers, der auf dem gängigen Typ-2-Stecker basiert und ihn um zwei weitere Pole (Combo 2) ergänzt. Der CCS-Stecker hat sich heute bei den deutschen und europäischen Herstellern durchgesetzt, unter anderem verlangt die deutsche Ladesäulenverordnung (LSV) sein Vorhandensein an neuen Gleichstrom-Schnellladesäulen. Auch Tesla rüstet seine Autos in Europa mittlerweile mit CCS-Buchsen aus. Der wichtigste Konkurrenz-Standard ist das Chademo-System eines japanischen Konsortiums, das vor allem von japanischen und französischen Autos unterstützt wird.

ChaoJi

...ist ein von Chinesen und Japanern gemeinsam entwickelter Ladestandard, um E-Autos nahezu so schnell mit Strom betanken wie konventionelle Fahrzeuge mit Flüssigkraftstoff. Fünf Minuten an der Steckdose reichen dann für 300 bis 400 Kilometer Reichweite. Bislang sind allerdings noch keine Autos verfügbar, die die immense Ladeleistung von bis zu 900 kW nutzen könnten. Langfristig soll der Standard den japanischen Chademo-Stecker genauso ersetzen wie die chinesische GB/T-Technik.

Chademo

Abkürzung für „Charge de Move“ und Bezeichnung des japanischen Schnellladesteckers-Systems, das vom Energiekonzern Tepco und den Autoherstellern Nissan, Mitsubishi, Toyota und Subaru entwickelt wurde. Die typische Ladeleistung liegt bei 50 kW, es sind allerdings auch höhere Werte möglich. Konkurrenzstandard ist das deutsche CCS-System, beide Steckertypen sind nicht kompatibel. Die deutsche Ladesäulenverordnung schreibt zwar für Gleichstrom-Ladesäulen einen CCS-Anschluss vor, nicht aber eine Chademo-Kupplung.

Elektroauto

Nicht nur sauber, sondern auch schön
Eher wie ein Ufo als wie ein Serienauto wirkte Toyotas Wasserstofflimousine Mirai, als es 2014 Premiere feierte. Quelle: Toyota
Musste man bei Generation eins das Design noch mehr oder weniger zähneknirschend akzeptieren, ist es beim neuen Modell gar ein möglicher Kaufgrund. Quelle: Toyota
Auch der Innenraum wirkt deutlich aufgeräumter als bei Generation eins. Quelle: Toyota
Das Cockpit ist nur noch leicht futuristisch Quelle: Toyota
Hinten ist nun Platz für drei Quelle: Toyota
Insgesamt drei Wasserstofftanks sind an Bord Quelle: Toyota
Die zweite entscheidende Verbesserung ist der Preis, der um mehr als 14.000 Euro gesunken ist. Quelle: Toyota

...im engeren Sinne die Bezeichnung für ein batteriegetriebenes E-Auto mit oder ohne Range Extender. Im weiteren Sinne sind bezogen auf ihre Antriebsart auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge E-Autos. Die Bundesregierung definiert in einschlägigen Gesetzen und Regeln wie folgt: „Ein Elektromobil ist ein reines Batterieelektrofahrzeug mit einem Antrieb, bei dem alle Energiewandler ausschließlich elektrische Maschinen und alle Energiespeicher ausschließlich elektrisch wieder aufladbare Energiespeicher sind.“ Obwohl Plug-in-Hybride dadurch ausgeschlossen sind, werden sie in einigen Statistiken und Studien gelegentlich den E-Autos zugeschlagen.

E-Mobilitäts-Provider (EMP)

Wie von Handy oder Internet bekannt, ist der direkte Vertragspartner des Fahrstromkunden nicht unbedingt der Stromhersteller oder Infrastrukturbetreiber. Stattdessen gibt es oft einen Dienstleister, der sich dazwischenschaltet und beispielsweise für die Autorisierung an der Ladesäule per App oder Karte, das Abwickeln des Tankvorgangs und die anschließende Abrechnung sorgt. Zu den bekanntesten EMPs zählen aktuell „EnBW Mobility+“, „Shell Recharge“ oder „Plugsurfing“. Teilweise treten die Unternehmen außerdem auch als Ladesäulenbetreiber auf.

Energiedichte

Die Energiedichte ist der entscheidende Faktor für das Gewicht der Batterie. Sie bezeichnet die Energiemenge, die pro Masseneinheit oder pro Volumeneinheit einer Batterie gespeichert werden kann, meist angegeben in kJ oder kWh pro Kilogramm. Aktuell liegt der Schnitt bei 150 Wattstunden pro Kilogramm. Zum Vergleich: Die Energiedichte von Benzin beträgt 12.800 Wh/kg.

Feststoffbatterie

Die Feststoff- oder Festkörperbatterie ist der große Hoffnungsträger der E-Auto-Hersteller. Im Vergleich mit konventioneller Lithium-Ionen-Technik sind die neuartigen Akkus günstiger, leistungsfähiger und sicherer. Die neue Batterie ersetzt das bisher nötige flüssige Elektrolyt durch ein festes Material. Dadurch steigt die Energiedichte, was mehr Reichweite bei gleichem Bauraum bedeutet. Gleichzeitig entfällt die Notwendigkeit einer Kühlung, was Geld und Gewicht spart. Zudem gilt die Technik als sicherer, da es bei Unfällen nicht zu hartnäckigen Bränden kommen kann. Schon Mitte des Jahrzehnts soll die Feststoffbatterie in Serie gehen.

Gleichstrom

(abgekürzt DC für „direct current“): die Art Strom, die eine E-Autobatterie speichern kann. Für die Benutzung im E-Motor muss Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Wird am Haushaltsnetz oder an Normalladesäulen getankt, muss der dort verfügbare Wechselstrom in Gleichstrom für die Batterie umgewandelt werden. Die nötige Technik hat das Elektroauto selbst an Bord.

Induktionsladung

Sie soll das Laden von Elektroautos einfacher machen. Statt den Wagen an eine Steckdose anzuschließen, muss er nur noch über einer Magnetspule geparkt werden, die über ein Gegenstück im Fahrzeugboden den Akku berührungslos auflädt. Theoretisch funktioniert der Vorgang auf entsprechend ausgestatteten Fahrspuren auch während der Fahrt. Die Ladeleistung liegt mit theoretisch bis zu 11 kW im Bereich von normalen Wechselstrom-Ladesäulen. Als erster Autohersteller bietet BMW ein Induktionsladesystem für die Plug-in-Hybridversion des Fünfers an. Weitere Anbieter wollen folgen.

Kilowattstunde

Maßeinheit für Energie. Mit einer Kilowattstunde Strom lässt sich ein Eimer Wasser bei Raumtemperatur zum Kochen bringen. Die Akkus von normalen Elektroautos haben aktuell Kapazitäten zwischen gut 20 kWh und 60 kWh, in Einzelfällen auch rund 100 kWh. Der Stromverbrauch hängt stark von Modell und Fahrweise ab, bei normalen E-Mobilen liegt er jedoch aktuell meist im Bereich von 10 bis 20 kWh auf 100 Kilometern. Die theoretische Reichweite von Elektroautos der Modelle ist aber nicht direkt von der Akkukapazität ableitbar (anders als beim konventionellen Auto, wo die Reichweite sich aus Verbrauch und Tankinhalt ergibt), da die Batterien nie komplett entladen werden dürfen.

Ladeleistung

Diese Autos kommen 2021 auf den Markt
BMW iX Quelle: BMW
Ferrari SF90 Spider Quelle: Ferrari
Ford Mustang Mach-E /GT, Elektro-SUV Quelle: Ford
Maserati MC20 Quelle: Maserati
Jeep Gladiator, Pick-up Quelle: Jeep
Fiat 500e, Elektro-Kleinstwagen Quelle: Fiat
Hyundai Tucson, Kompakt-SUV Quelle: Hyundai

Die Ladeleistung ist das wichtigste Kriterium dafür, wie lang das E-Auto zum Volltanken ans Stromnetz muss. Eine Haushaltssteckdose stellt eine Ladeleistung von rund 2,3 kW zur Verfügung, eine normale Ladesäule oder Wallbox in der Regel rund 10 bis 22 kW, eine Schnellladesäule meist 50 kW bis 100 kW. Sogenannte Ultraschnellladesäulen kommen auf bis zu 350 kW. Um einen E-Auto-Akku mit einer Kapazität von 24 kWh zu laden, müsste er also – vereinfacht gerechnet – rund acht Stunden an die Haushaltsteckdose, während er am Ultraschnelllader schon nach wenigen Minuten voll wäre. In der Praxis sind die Ladezeiten aber länger. Unter anderem, weil längst nicht jedes Auto die von der Ladesäule bereitgestellte Leistung komplett nutzen kann und weil mit wachsendem Akku-Füllstand und zunehmender Erwärmung die Ladegeschwindigkeit abnimmt. Andererseits wird an Schnelladesäulen aus Rücksicht auf die Akku-Lebensdauer meist nur bis zu einem Füllstand von 80 Prozent geladen. Neben der Ladeleistung gibt es auch eine Entladeleistung, die in der Regel höher ist; meist entspricht sie der Antriebsleistung eines E-Autos.

Ladepunkt

Viele Ladesäulen bieten die Möglichkeit, mehrere Autos gleichzeitig aufzuladen. Man spricht dann von mehrere Ladepunkten. In offiziellen Statistiken werden häufig Ladepunkte gezählt, die Zahl der Säulen ist deutlich niedriger. In vielen Fällen müssen sich die gleichzeitig tankenden Fahrzeuge die Ladeleistung teilen, wodurch die Wartezeit steigt.

Ladesäulen

Im Prinzip gibt es zwei unterschiedliche Arten von Ladesäulen: schnelle und langsame. Letztere arbeiten mit normalem Wechselstrom (400 V, bis zu 63 A) und einer Ladeleistung von in der Regel 11 kW. Liegt die Ladeleistung oberhalb von 22 kW, handelt es sich um eine Schnellladestation. Daneben existieren Schnellladestationen mit Gleichstrom und hohen Ladeleistungen ab rund 50 kW. Darüber hinaus hat sich der Begriff „Ultraschnellladesäulen“ durchgesetzt, der meist für Systeme mit deutlich mehr als 100 kW genutzt wird. Im privaten Bereich kommen darüber hinaus sogenannte Wallboxen zum Einsatz, die meist in den Leistungsstufen 11 kW und 22 kW angeboten werden.

Ladesäulenbetreiber

...gerne als CPO abgekürzt („Charge Point Operator“). Sie sind für Installation, Wartung und Reparaturen der Säulen zuständig. In der Regel sind sie gleichzeitig Besitzer der Hardware, in anderen Fällen nur Pächter. Einige CPOs treten auch als E-Mobilitäts-Provider (EMP) auf, haben dann aber meist auch Ladepunkte anderer Betreiber im Netz.

Ladesäulenverordnung

Die LSV regelt seit März 2016 in Deutschland die technischen Mindestanforderungen an Stromtankstellen. Für normale Ladesäulen schreibt sie den sogenannten Typ-2-Stecker vor, für Gleichstrom-Ladesäulen das von den deutschen Herstellern genutzten CCS-System. Darüber hinaus formuliert sie umfassende Anforderungen an die Betreiber öffentlicher Ladepunkte. Als solche gelten neben dem öffentlichen Verkehrsraum auch ein Großteil von Kunden- und Firmenparkplätzen. Induktive und kabellose Ladesysteme werden von der LSV nicht erfasst.

Lithium-Ionen-Batterie

Die heute aktuelle Batterietechnik. Gegenüber den zuvor eingesetzten Blei- und Nickel-Metallhydrid-Akkus bieten sie eine höhere Energiedichte. Zudem kennen sie keinen Memory-Effekt. Während ihre Kapazität für Handys und Laptops heute ohne weiteres ausreicht, stoßen sie beim Auto schnell an ihre Grenzen. Ein weiteres Problem ist der hohe Preis, der zuletzt aber stark gesunken ist. Lag er Anfang der 2010er-Jahre noch bei rund 500 Euro, sind es mittlerweile nur noch knapp 100 Euro pro Kilowattstunde. Die Technik bietet weiterhin Entwicklungs-Potenzial; als mögliche nächste Entwicklungsstufe gilt Lithium-Eisenphosphat-Akku, der neben einer höheren Energiedichte auch eine deutlich größere Betriebssicherheit bieten soll.

Lademodus

Das sind die E-Transporter der Zukunft
Lordstown Motors heißt ein Elektroauto-Start-up, das Anfang 2021 in den USA einen rein elektrisch angetriebenen Pick-up namens Endurance auf den Markt bringen will. Quelle: Lordstown
Einen Wert für die Batteriegröße nennt das Start-up nicht, doch soll der Endurance mit einer Ladung 200 Meilen weit kommen, was rund 320 Kilometer entspricht. Quelle: Lordstown
Mit Nikola will sich ein weiteres US-Start-up ein Stück vom künftigen Elektro-Pick-up-Kuchen sichern. Badger heißt der Kleinlaster. Quelle: Nikola
Den 5,90 Meter langen Fünfsitzer will Nikola mit einer 160 kWh großen Lithium-Ionen-Batterie für fast 500 Kilometer Reichweite bestücken. Quelle: Nikola
Der elektrisch angetriebene Pick-up Rivian R1T feierte seine Premiere auf der LA Auto Show Ende 2018 Quelle: Rivian
Das Start-up Rivian wurde vor knapp einem Jahrzehnt von dem MIT-Absolventen RJ Scaringe gegründet Quelle: Rivian
Ebenfalls ausschließlich auf die Stromversorgung durch eine Batterie setzt das Start-up Bollinger mit seinem B2 Pick-up Quelle: Bollinger

Wer Strom in sein E-Auto bekommen will, kann unterschiedliche Quellen nutzen. Um erst einmal Ordnung in die Steckdosen-Vielfalt zu bringen, hat man schon vor Jahren vier Lade-Modi definiert. Der wichtigste ist aktuell Mode 3, der das Laden an speziellen E-Mobilitäts-Steckdosen wie einer Ladesäule oder der Wallbox bezeichnet. Von Mode 2 spricht man, wenn man eine beliebige andere Steckdose nutzt, etwa die Schuko-Variante in der Garage oder die blaue Dose auf dem Campingplatz. Für beide Modi sind unterschiedliche Kabel mit entsprechender Bezeichnung nötig, weshalb die Unterscheidung nicht nur in Expertenkreisen, sondern auch im E-Mobilisten-Alltag immer noch eine Rolle spielt. Eher von theoretischem Interesse: Mode 4 bezeichnet das Laden an Schnellladesäulen, die über ihre eigenen Kabel verfügen. Mode 1 meint das Lade über ein fest am Auto montiertes (Spiral-)kabel. Heute spielt das fast keine Rolle mehr.

Mild-Hybridsystem

Hybridautos sind auch deswegen relativ teuer, weil ihre Hochspannungs-Komponenten besonders geschützt werden müssen, damit die Insassen bei einem Unfall oder einer Fehlfunktion nicht plötzlich unter Strom stehen. Bei Niedervolt- oder Mildhybrid-Systemen, die statt mit bis zu 400 Volt nur mit 48 Volt arbeiten, könnten die Hersteller darauf verzichten. Aufgrund ihrer niedrigen Kosten eignen sich 48-Volt-Hybridsysteme vor allem für kleine und kompakte Fahrzeuge. Die Niedervolt-Technik ist allerdings weniger leistungsfähig als die Hochvolt-Technik, so dass sich die Hybridfunktionen in der Regel auf das Boosten beim Beschleunigen und Anfahren beschränkt. Trotzdem sollen gegenüber rein konventionellen Antrieben zweistellige Verbrauchsvorteile in Prozent möglich sein. Einige Hersteller nutzen statt eines 48-Volt-Netzes auch das herkömmliche 12-Volt-System für die Hybridisierung. Einsparungen und Kosten fallen dann noch etwas geringer aus.

One-Pedal-Driving

Einige neuere Elektromobile lassen sich im Alltag allein mit dem Gaspedal bewegen. Wird es getreten, fährt das Auto, lässt man es los, verzögert es. Und zwar deutlich stärker als ein konventionelles Fahrzeug, bei dem das Gaspedal gelupft wird. Das E-Mobil bremst dabei nicht über die Bremsscheiben, sondern mit Hilfe des bordeigenen Generators, der dadurch Bremskraft zurückgewinnt und diese in Form von Strom in der Batterie speichert. Die „Fahren mit einem Pedal“ wird nach einige Gewöhnung oft als sehr angenehm wahrgenommen. Ein Bremspedal ist zwar noch vorhanden, wird aber nur noch für besonders starke Verzögerung oder im Notfall verwendet. Allerdings verfolgen aktuell längst nicht alle Hersteller diesen Ansatz.

Permanent erregte Synchronmaschine (PSM)

...die heute gängigste Bauart von Elektromotoren im Auto und in vielen Haushaltsgegenständen. „Permanent erregt“ heißt, dass im Motor sogenannte Permanentmagnete zum Einsatz kommen, für die teure seltene Erden benötigt werden. Das ist bei der fremderregten Variante (FSM) nicht der Fall. Dort wird das Magnetfeld temporär durch Strom erzeugt – also durch einen Elektromagnet. Das ist in der Produktion deutlich günstiger als die Verwendung permanenter Magnete aus Seltenen Erden, weshalb diese Technik vor allem für eher preissensible E-Autos interessant ist. Oder für solche, bei denen es nicht auf extreme Fahrleistungen ankommt.

Rekuperation

Die Rückgewinnung von kinetischer Energie, die ansonsten beim Bremsen in Form von Wärme verloren gehen würde, ist kein Privileg des Elektroautos. Pkw mit Start-Stopp-System nutzen die Technik bereits seit Jahren. Während der gewonnene Strom beim konventionellen Auto zur Entlastung des Generators/Lichtmaschine genutzt wird, kommt er beim E-Auto direkt dem Antrieb zugute. Allerdings fließt nur ein relativ kleiner Teil der Bremsenergie als Ladeenergie in die Batterie zurück.

Range Extender

...in der Regel ein kleiner Verbrennungsmotor, der mit seiner Kraft nicht die Räder antreibt, sondern einen Stromgenerator, der die Akkus während der Fahrt wieder auflädt. So soll auch nach dem Ende des an der Steckdose gezapften Stromvorrats weiteres Fortkommen möglich sein. Dabei handelt es sich allerdings nur um eine Art Notlösung, da der Motor zwar relativ sparsam ausgelegt ist, am Ende aber nur wenig effizient arbeitet. Lange Zeit setze der BMW i3 auf die Technik – seit die Batteriekapazitäten gestiegen sind, verzichten die Münchner jedoch auf den Hilfsmotor. Mazda hingegen will künftig erstmals ein E-Mobil mit Range-Extender auf Wankelmotorbasis ins Programm nehmen.

Schieflast

...meint die ungleichmäßige Belastung des Stromnetzes. Diese soll in Deutschland durch deine Schieflast-Verordnung verhindert werden, die das einphasige Aufladen von Elektroautos stark einschränkt. Anstatt die technisch möglichen rund 7 kW können sich betroffene Fahrzeuge hierzulande legal nur 4,6 kW aus dem Netz holen. Dreiphasig ladende E-Autos hingegen tanken mit bis zu 22 kW, also mehr als viermal so schnell. In anderen Ländern können andere Regeln gelten.

Schnellladen

Der Begriff wird von jedem Hersteller anders benutzt. In den einschlägigen Gesetzestexten zur E-Mobilität findet man die Definition, alle Ladevorgänge mit Leistungen oberhalb von 22 kW könnten als Schnellladung bezeichnet werden. Eine andere mögliche Abgrenzung wäre Wechselstromladen (AC, bis maximal 44 kW) gegen Gleichstromladen (DC, ab 50 kW). In der Praxis macht die Wahl der Definition kaum einen Unterschied, da es hierzulande faktisch kaum Wechselstrom-Ladepunkte mit mehr als 22 kW Leistung gibt. Auch die Zahl der passenden Fahrzeuge ist eher gering. Neben Schnellladen hat sich zuletzt auch der Begriff Ultra-Schnellladen („High Performance Charging“, HPC) eingebürgert. Damit sind meist die DC-Ladesäulen des Betreiber-Konsortiums Ionity gemeint, die bis zu 350 kW liefern – aktuell der Spitzenwert in Europa.

Steckertypen

An der normalen Haushaltssteckdose kann fast jedes E-Auto laden. Darüber hinaus wird es schwierig. Die EU hat sich auf den sogenannte Meneckes-Typ-2-Stecker als Standard an öffentlichen Ladesäulen entschieden, der Stecker wird bereits heute bei den meisten Elektroautos am Ladekabel mitgeliefert. Im europäischen Ausland sind aber aktuell auch andere Steckertypen im Einsatz. Selbst hierzulande uneinheitlich sind die Gleichstrom-Stecker für Schnellladesäulen. Während die deutschen Hersteller auf das CCS-System setzen, nutzen Japaner und Franzosen für ihre Modelle den Chademo-Standard. Die Typen sind nicht kompatibel. Gesetzlich vorgeschrieben werden in Deutschland nur die CCS-Kopplungen.

Stromlieferant

Er beliefert die Ladesäulen mit Strom. Für jede Säule kann immer nur ein Lieferant tätig sein. Das Unternehmen ist nicht notwendigerweise auch Betreiber der Ladesäule (CPO) oder E-Mobilitäts-Provider (EMP).

Superkondensatoren

Autokonzepte 2020? War da was?
Als Corona Anfang Januar 2020 noch ein lokales Phänomen in China war, sorgte Mercedes auf der Technikmesse CES in Las Vegas mit dem AVTR für einen ersten Paukenschlag in Sachen weiter entfernte Autozukunft. Der mit rund fünf Meter opulent dimensionierte Flügeltürer sollte zeigen, dass Luxusmobile von Mercedes auch rücksichtsvoll mit den Ressourcen umgehen und so ein friedliches Miteinander von Auto und Umwelt ermöglichen können. Quelle: Mercedes-Benz
Sein natürlich streng vegan gestalteter Innenraum bietet vier futuristisch geformte Loungesitze und ein paar helle Konsolen, die sich wie eine weite, weiche Landschaft um die Passagiere legen. Die Gäste sollen den AVTR nicht nur als komfortabel, sondern zudem als lebendiges Wesen erleben. Wie von selbst überträgt sich deshalb der Herzschlag des Fahrers aufs Fahrzeug, Lichtblitze zucken im Takt des eigenen Pulses über das, was vom Armaturenbrett noch übriggeblieben ist, und der AVTR wacht auf. Anschließend bringen vier Elektromotoren mit 350 kW/476 PS den Luxusliner standesgemäß in Fahrt. Sein selbstredend ökologisch korrekt erzeugter Strom für mehr als 700 Kilometer wird zudem in neuartigen Bio-Batterien gespeichert. Quelle: Mercedes-Benz
Deutlich bodenständiger blieb ein 20-köpfiges Team der TU Eindhoven bei dem ebenfalls unter streng ökologischen Gesichtspunkten entwickelten Mini-Elektroauto Luca, das im Januar zunächst virtuell und im Oktober wirklich präsentiert wurde. Anders als der luxuriöse AVTR will der holländische Elektrozwerg maximal minimalistisch sein. Mit seinen Proportionen und der leicht sportlichen Silhouette weckt er Erinnerungen an japanische Kei Cars vom Schlage eines Suzuki Cappuccino. Doch weniger das Design als vielmehr die beim Bau verwendeten Materialien stehen bei dieser Konstruktion im Vordergrund. Quelle: TU Eindhoven
Ohne große Messebühne musste Hyundai im März den ursprünglich zum Genfer Autosalon angekündigten Prophecy vorstellen. Trotz seiner futuristischen Aura war seine eigentliche Mission, auf die seriennahe Elektroplattform E-GMP (Electric Global Modular Platform) neugierig zu machen. Der Unterbau des Prophecy mit 800-Volt-Technik und Heckantrieb wird als Basis für eine Reihe kommender E-Performance-Fahrzeuge dienen, die bis zu 440 kW/600 PS stark und bis zu 260 km/h schnell werden. Sprintzeiten von 0 auf 100 km/h sollen so in weniger als 3,5 Sekunden möglich sein. Quelle: Christian_Bittmann
Trotz der seriennahen Plattform, auf der bereits Anfang 2021 der Ioniq 5 aufsetzen wird, wurde der Innenraum des Prophecy recht futuristisch in Szene gesetzt. Die Gäste können dank gegenläufig öffnender Türen und dem Verzicht auf B-Säulen besonders bequem einsteigen. Statt über ein Lenkrad gibt der Fahrer per Joystick in der Mittelkonsole die Richtung vor. Das dadurch den Blicken freigegebene Armaturenbrett wird von großen Displays beherrscht. Quelle: Christian_Bittmann
So wurden recyceltes Aluminium und ebenfalls einem Wiederverwertungskreislauf zurückgeführtes Plastik verwendet. Aus dem weiterverwerteten Kunststoff entsteht zusammen mit Flachs ein zum Chassisbau genutzter Verbundwerkstoff. Die Materialien sind nicht nur ressourcenschonend, sie sparen zugleich bei Kosten und Gewicht. Ohne Akku wiegt der Luca lediglich 360 Kilogramm. Mit 60 Kilo ist zudem die Batterie vergleichsweise leicht. Dennoch soll der Akku über 200 Kilometer Reichweite erlauben, denn für Vortrieb sind zwei je 15 kW/20 PS starke Radnabenmotoren verantwortlich, die einen Wirkungsgrad zwischen Rad und Batterie von 92 Prozent ermöglichen sollen. Quelle: TU Eindhoven
Renault hat im Herbst mit der Studie Mégane eVision Ausblick auf eine neu entwickelte, modulare Elektro-Plattform gegeben. Das mit 4,2 Meter Länge kompakt dimensionierte Fahrzeug, das Elemente von SUV und Schrägheckmodell in sich vereint, steht zugleich für eine neue E-Antriebsgeneration. Im Fall des eVision bietet diese einen 160 kW/217 PS starken Asynchronmotor, der das 1.650 Kilogramm schwere Konzeptauto in unter 8 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h beschleunigen soll. Die 60 kWh große Batterie ist dank besonders schlanker Zellen sehr kompakt, ihr Gehäuse fungiert zudem als integraler Bestandteil der Fahrzeugstruktur. Quelle: Renault

Im Gegensatz zu Akkus speichern Superkondensatoren Energie elektrisch statt elektrochemisch. Dadurch können sie schneller geladen werden und ihre Energie auch schnell wieder abgeben. Während Superkondensatoren etwa in Blitzgeräten von Fotokameras bereits seit Jahren gängig sind, sind sie im Automobilbau noch relative Neuheiten. Mazda setzt die Stromspeicher etwa für die Bremskraftrückgewinnung ein, in der Formel Eins sind sie bereits Teil des Hybridsystems und stellen Strom zum Beschleunigen zur Verfügung. Volvo experimentiert aktuell damit, aus Superkondensatoren ganze Fahrzeugteile zu fertigen, die dann quasi bauraumneutral in Autos eingesetzt werden können. Allerdings können Superkondensatoren zwar schnell, aber nicht besonders viel Strom laden. Ihre Energiedichte ist extrem gering. Als alleinige Energiequelle für den Fahrzeugantrieb kommen sie daher kaum in Frage; vielmehr werden sie in Zukunft wohl als Ergänzung zu normalen Batterien dienen – vor allem bei der Bremsenergierückgewinnung.

Plug-in-Hybrid

Eine Art Teilzeit-Elektroauto, gemischt mit einem Hybridfahrzeug. An Bord befindet sich in der Regel ein vergleichsweise kleiner Akku, der sich an der Steckdose aufladen lässt und eine rein elektrische Reichweite von rund 50 Kilometern ermöglicht. Danach fährt das Auto mit Hybridantrieb weiter. Der Plug-in-Hybridantrieb gilt als Brückentechnologie bis zur Einführung leistungsfähiger Akkus, die auch reinen Elektroautos eine langstreckentaugliche Reichweite ermöglichen. Für die Autohersteller sind sie nicht zuletzt auch deswegen interessant, weil sie im NEFZ-Verbrauchszyklus sehr gute CO2-Werte erreichen, da mit vollem Akku gestartet wird, etwaige Kohlendioxid-Emissionen bei der Herstellung des benötigten Stroms aber nicht berücksichtigt werden. Für den Kunden sind sie bei ähnlichen Preisen attraktiver als reine Elektroautos, da das Reichweitenproblem mit dem Verbrennungsmotor überbrückt wird.

Radnabenmotor

...ein Elektromotor, der nicht zentral im Fahrzeug sitzt, sondern direkt am Rad. Er wurde bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts bei E-Autos wie dem Lohner-Porsche genutzt, ist heute aus dem Großserien-Pkw aber verschwunden, unter anderem, weil sein hohes Gewicht an ungünstiger Stelle für Probleme beim Fahrkomfort sorgt und zudem der Platz für die Lenk-Mechanik eng wird. Das wird auch durch die zahlreichen Vorteile aktuell noch nicht aufgefangen. Dazu zählen unter anderem der Bauraumgewinn im Karosseriekörper, der mögliche Verzicht auf Antriebswellen und der Gewinn an Fahrdynamik und Sicherheit durch die mögliche radselektive Regelung der Antriebskraft.

Supercharger

Die kostenlosen Stromtankstellen von Tesla für Fahrzeuge der eigenen Marke. Das Tesla-System nutzte in Europa zunächst einen modifizierten Typ-2-Stecker, der anders als sein bei anderen Marken genutztes Pendant auch das Laden von Gleichstrom mit bis zu 250 kW erlaubt. Mittlerweile werden Säulen und Fahrzeuge auf den CCS-Standard umgestellt. Die Batterien von Model S, Model X und Co. können an Superchargern innerhalb weniger Minuten aufgeladen werden – früher generell kostenlos, mittlerweile wird modellabhängig nach Minuten oder Kilowattstunden (33 Cent) abgerechnet. Insgesamt betreibt Tesla nach eigenen Angaben in Europa über 1.800 Ladestationen mit insgesamt knapp 16.000 Ladepunkten, meist an wichtigen Magistralen, um seinen Kunden auch längere Reisen im Elektroauto zu ermöglichen. Fahrzeuge anderer Marken können Supercharger nicht nutzen, Tesla-Modelle hingegen können hingegen an Typ-2- und gegebenenfalls an CCS-Ladesäulen tanken.

Ultraschnellladen

Um das Elektroauto wirklich langstreckentauglich zu machen, reicht konventionelles Schnellladen nicht. Die deutschen Autohersteller setzen daher auf das Ultraschnellladen mit bis zu 350 kW über den CCS-Stecker. Ein entsprechendes Stationsnetz wird bereits von dem Joint-Venture-Unternehmen Ionity entlang der europäischen Autobahnen gebaut. Beteiligt an dem Infrastrukturprojekt sind aktuell Audi, BMW, Daimler, Ford, Porsche und Hyundai-Kia, weitere Hersteller sind eingeladen. Bislang allerdings fehlen Autos, die die volle Ladeleistung der ultraschnellen Stationen abrufen können.

Temperaturmanagement

Unter anhaltender Last werden Akkus heiß. Das schlägt nicht nur auf die Leistungsabgabe der Energiespeicher durch, sondern auch auf ihre Fähigkeit, Strom zu speichern. Nach längerer Fahrt oder bei hohen Temperaturen kann es dann schon mal vorkommen, dass an Ladesäulen nicht mehr die volle Leistung abgerufen werden kann. Bekannt geworden ist dieses Phänomen unter dem Namen „Rapidgate“. Einige, aber längst nicht alle E-Mobile verfügen daher über ein Kühlungssystem, das die Batterie auf optimaler Temperatur hält. Andere Hersteller versuchen, dem Problem mit intelligenter Ladesoftware Herr zu werden. Wer viel fährt oder auf schnelles Laden angewiesen ist, sollte trotzdem lieber ein Modell mit aktiver Kühlung wählen.

Vampirverluste

Alle Elektroautos leiden unter dem Phänomen der Selbstentladung. Das liegt zum einen an unerwünschten chemischen Nebenreaktionen innerhalb der Zellen, die sich auch bei den besten Akkus nicht komplett ausschalten lassen, zum anderen an den Batterie-Überwachungssystemen, die auch im Stand Strom verbrauchen. Durch Fehler in der Produktion können die Verluste allerdings in Einzelfällen besonders stark ausfallen. Wie lange es dauert, bis einem abgestellten E-Auto der Strom ausgeht, hängt von vielen Faktoren ab. Neben dem Füllstand und der Grundqualität des jeweiligen Akkus sowie der Effizienz der Zellüberwachung hat auch die Außentemperatur einen Einfluss. Ein fast leeres E-Auto wochenlang in der prallen Sonne stehen zu lassen, ist jedenfalls keine gute Idee.

Verbrauch

Der Stromverbrauch wird mit dem gleichen Labor-Test ermittelt wie der eines Diesels oder Benziners. Angegeben wird er allerdings nicht in Liter pro 100 Kilometer, sondern in der Regel in Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Der CO2-Ausstoß wird mit null angegeben, die Emissionen bei der Stromherstellung werden nicht berücksichtigt.

Volt

...ist die Einheit der elektrischen Spannung (V). Stellt man sich den Stromfluss analog als Fließen von Wasser durch ein Rohr vor, entspricht die Spannung dem Wasserdruck. Die Stromstärke (A) ließe sich mit dem Rohrdurchmesser gleichsetzen. Beide Faktoren gemeinsam entscheiden, wie hoch die Leistung ist. Letztlich also, wie viel Energie für den Betrieb eines Wasserrades oder Motors zur Verfügung steht.

Wallbox

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...eine fest installierte Ladestation für E-Mobile, in der Regel für die heimische Garage gedacht. Wallboxen gibt es in unterschiedlichen Leistungsstufen zwischen 3,7 und 22 kW, am gängigsten sind solche mit 11 kW. Sie sind meist ausreichend schnell und bedürfen keiner Genehmigung durch den Netzbetreiber. Seit dem Herbst 2020 fördert der Bund Kauf und Installation einer Wallbox mit 900 Euro. Anträge und eine Liste der geförderten Modelle finden sich auf den Seiten der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Neben den fest montierten Modellen gibt es auch mobile Ladegeräte mit gleicher Funktion; sie können im Auto mitgeführt und unterwegs an beliebige Stromquellen angeschlossen werden, eine Förderung gibt es aber in der Regel nicht.

Wechselstrom

(abgekürzt AC für „alternating current“) normaler Haushaltsstrom. Am Gebäude kommt er in seiner dreiphasigen Ausführung als sogenannter „Drehstrom“ an, in der Küche dient er zum Anschließen des E-Herds. In der Schuko-Steckdose tritt Wechselstrom einphasig auf. Beide „Sorten“ können vom Elektroauto getankt werden, müssen an Bord aber in Gleichstrom umgewandelt werden, um in der Batterie gespeichert werden zu können.

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